JP2004534439A - 異種移動無線システム - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は少なくとも第1の移動無線網および第2の移動無線網を有する異種移動無線網システムであって、両移動無線網の各々がそれぞれパケットデータ網へのアクセスノードを有するシステムに関するものである。公衆移動無線網、特に2G/3G網、は、サービスを国の可能なかぎり広い部分に提供するべく構成されている。その際、特定の領域において、すなわち特定のセルにおいて、特にこの領域またはセル内の加入者密度が高いときに提供されるキャパシティが要求されるサービスに対して充分でない場合が生じ得る。加えてこの問題は、インターネットへの移動アクセスシステムにより、たとえばGSM標準またはUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)による移動無線網のなかのパケットデータサービスGPRS(General Packet Radio Service)により例えばマルチメディアのような高い帯域幅を有する新しいサービスが可能にされることにより強められる。
【0002】
この問題は例えば飛行場または見本市のような場所および建物において強められて生じ、これらの場所や建物においてはたいてい加入者の低い運動速度からも由来するものである。ここでたとえば以下に説明される2つの措置が前記の問題の解決に通じ得るであろう。
【0003】
網全体と同じテクノロジーの考え得る非常に小さいセル、すなわちミクロまたはピコセルをオーバレイセル又はアンブレラセルと組み合わせて設置することが考えられ得るであろう。これらの措置の際には加入者は介入に、すなわち網全体への付加のセルの設置に気付かないであろう、すなわち設置が移動無線網の加入者に対して完全にトランスペアレントであろう。加えて、このような非常に小さいセルの設置は移動無線網のネットワークオペレータに対してシームレスにその作動コンセプトに順応するであろう。伝達損失または伝達の際の意図せざる中断は存在しないであろう。加えて一般に移動無線網の相応する加入者の料金支払および権限付与又はそのいずれか一方のための特別な対策は必要でないであろう。しかしながらシステム全体へこのような非常に小さいセルを設置するのには非常に費用がかかるであろう。それは非常に費用がかかる無線技術である。なぜならば、非常に高い移動性がサポートされるからである。加えて、網は場合によっては強く信号トラフィックにより負荷されるであろう。なぜならば、小さいセルに基づいてセルの間に多数のハンドオーバーが生ずるであろうからである。その際に無線技術が特に伝達周波数に関してその限界に衝突するであろう。
【0004】
さらに、インターネットへの代替的なアクセスシステムを設置することが考えられ得るであろう。それはたとえばワイヤレスLAN(Local Area Network ローカルエリアネットワーク)、Bluetooth(ブルートゥース)または類似のシステムであってよいであろう。その際の利点は、実際に付加の伝送キャパシティが得られることに見られるであろう。加えて、このような代替的なシステムの設置は一般に前記の非常に小さいセルの設置のようには高い費用を要しない。しかしながら欠点として、2G/3G移動無線網から代替的な移動無線網へのシームレスの移行が可能でない、または制限されてしか可能でないという事実がある。そのことは伝達の際に損失および中断が生じ得るであろうことを意味する。WLAN(Wireless LAN)がたとえば2G/3G移動無線網とは別のネットワークオペレータに属する場合には、加入者はWLANにおいて2回目の認証をしなければならない、すなわち代替的な移動無線網の設置が加入者に対してトランスペアレントでない。それに対してWLANが2G/3G移動無線網と同じネットワークオペレータにより作動させられると、オペレータは作動のために少なくとも認証及び料金支払のための新しい方法を導入しなければならず、このことはシステムの作動コストを高めるであろう。
【0005】
これまでは通常、たとえば2G/3G移動無線網とWLANとの組み合わせのようなIPトラフィックを実現する異種移動無線システムをつくり出すため、IPレイヤ上の解決策が選ばれた。IPレイヤとはインターネットプロトコル(IP)ファミリーの、伝送技術(たとえばLANまたはWAN)およびアクセス技術(移動無線、固定網)と無関係であるプロトコルをいう。たいていその際に議論される解決策の1つはたとえばIP-v4に対するRFC2002に相応する移動IPである。3GPP 2G/3G網においてインターネットアクセスはたいてい3GPP TS23.060に相応して実現されている。その際に、インターネットへのアクセスを実現し、相応のインターネットプロトコル(IP)をサポートするアクセスノード(GGSN:Gateway GPRS Support Nodes)が用意される。その際にGGSNにインターネットのための固定の基準点が設けられており、この基準点に各加入者がIPアドレスにより到達可能である。コアネットのなかで、すなわち本来の移動無線網のなかで、アクセスネットノード(GGSN)と存在するサービスネットノード(Service GPRS Support Node:SGSN)その間のモービリティがGTPトンネルを介して実現される。接続を記述する制御データを含めて移動端末(MT)からアクセスノードGGSNまでのすべての接続はパケットデータプロトコル(PDP)コンテキストと呼ばれる。加入者は、たとえばインターネットサービスプロバイダ(ISP)から与えられる固定のIPアドレスを介して、対応する加入者に到達可能である。この加入者がいま2G/3G網に編入されると、この加入者はインターネットサービスプロバイダから好ましくはダイナミックIPアドレスを受ける。その際にこのインターネット サービスプロバイダおよび2G/3G網の移動無線オペレータは組織的に同一であってよい。移動IPを用いて2G/3G網とWLANとの間の加入者の切換を実現するためには、下記の過程が必要であろう。即ち、2G/3G移動無線網からIPアドレスにより加入者がそのホームエイジェントにおいてインターネットに登録しなければならない。このホームエイジェント(HA)は第2の(ホーム)ISPから用意され得る。このHAにおいて加入者は固定のIPアドレスまたは他のアイデンティフィケーションを介して第2のISPのネットワークに到達可能である。次いで移動IP(MIP)トンネルを介して次いでデータパケットがホームエイジェントから2G/3G移動無線網のなかの加入者のIPアドレスのアクセスノードGGSNに通される。パケットが加入者の移動端末(MT)に到達するように、GGSNのなかに、GGSNに通されたパケットのカプセル化を終結し、固定のホームアドレスが対応付けられる移動端末に送達するフォリンエイジェント(Foreign Agent、FA)が存在していなければならない。加入者がWLANに登録し、インターネットへのアクセスノードとして機能するWLANコントローラのなかに同じくフォリンエイジェント(FA)が存在していると、インターネットのなかのホームエイジェント(HA)はパケットを移動IP(MIP)を用いて直接にWLANコントローラにも伝達し得る。この解決策の利点は、加入者がシステムの切換の際にそのIPアドレスを維持することができ、それによって多くの応用が中断されなくてよいことである。しかしながら欠点は、既に冒頭に説明したように、WLANの範囲内にアクセス権限付与コントロールおよび料金支払のための新しい方法または措置が導入または実施されなければならないことである。その際に両移動無線網または両アクセスシステムの可能な切換が、ここに説明されるように2G/3G移動無線網とWLANとの間で、2G/3G移動無線網のネットワークオペレータのサービスとして提供されるべきであれば、これがホームエイジェントならびにその加入者に対してホームIPアドレスをも用意しなければならない。なぜならば、ホームエイジェントは、どのようにパケットがMTに到達するかを制御または経路指定するからである。加えて、各網の加入者アイデンティフィケーションおよび料金支払データの相関が行われなければならない。こうして少なからぬ運用者費用が生ずる。さらに、場合によっては、より長い切換時間がプロトコルに基づいて生ずる。なぜならば、登録データおよび認証データがMT、FAと認証、権限付与および料金支払(AAA)とHAとの間で交換されなければならないからである。また、ホームエイジェントと移動加入者が滞在するローカル網との間の大きい距離も長い切換時間に通じ得る。
【0006】
本発明の課題は、少なくとも前記の両方の措置の利点を有し、同時にそれらの欠点を克服する移動無線システムを提供することである。
【0007】
この課題は請求項1による本発明による移動無線システムにより解決される。他の好ましい実施形態は相応する従属請求項にあげられている。
【0008】
請求項1によれば、移動端末(MT)に対してパケットデータ網からサービスを提供するための異種移動無線システムであって、少なくとも第1の移動無線網および第2の移動無線網を有するシステムにおいて、移動無線網がそれぞれパケットデータ網への少なくとも1つのアクセスノードを有し、また第2の移動無線網のアクセスノードが第1の移動無線網のアクセスノードを介して間接的にのみパケットデータ網と接続可能である。
【0009】
異種移動無線システムの好ましい実施形態ではパケットデータ網は公衆インターネットである。
【0010】
本発明により、少なくとも第1の移動無線網が第2の移動無線網と組み合わされ、両移動無線網はそれぞれパケットデータ網、好ましくはインターネット、への少なくとも1つのアクセスノードを備えている。第1の移動無線網が2G/3G移動無線網である場合には、アクセスノードはGGSN(Gateway GPRS Support Node)により実現される。第2の移動無線網、たとえばWLAN、のなかでは、本発明による機能を有するアクセスノードはローカル モビリティ エイジェント(LMA)と呼ばれる。これらのアクセスノードはIPルーター機能を介してパケットデータ網、好ましくは固定のIP網、へのインタフェースを成し、またアクセスルーターとして機能する、すなわちそれらは移動無線およびアクセス技術に特有のプロトコルを応用する。その際に有利にIPプロトコル、特に移動IP(MIP)も使用することができる。本発明により第2の移動無線網のアクセスノードは直接にパケットデータ網、好ましくはインターネット、と接続されておらず、すべてのデータが第1の移動無線網のアクセスノードを介してトンネリングされる。
【0011】
さらに、第1の移動無線網のアクセスノードに少なくとも1つのエイジェント機能が組み込み可能である。本発明による移動無線システムの有利な実施形態においては、ホームエイジェント機能、好ましくはルート指定機能が扱われる。こうしてパケットデータ網、好ましくはインターネット、のルート指定機能が第1の移動無線網、好ましくは2G/3G移動無線網へ置かれる。それによりパケットデータ網またはインターネットのなかのホームエイジェントの作動およびインターネットのなかの固定のIPアドレスの対応付けが省略される。移動無線システムにおけるIPアドレスは第1の移動無線網と第2の移動無線網との間の切換の際に維持され得る。こうして使用の中断が生じない。ルート指定が本質的に改善される。
【0012】
本発明による異種移動無線システムの好ましい実施形態では、第1の移動無線網が第2の移動無線網のオーバレイ網である。その際第2の移動無線網の供給領域においても第1の移動無線網による供給が保証されている。第1の移動無線網が2G/3G移動無線網であることは特に好ましい。その際には第1の移動無線網の移動端末との接続が第2の移動無線網の利用の際にも放棄されない、すなわち移動端末が第1の移動無線網において“always on”である。オーバレイ網の存在により、第1の移動無線網の1つまたは複数の機能を第2の移動無線網に対しても利用することが可能である。こうして、第1の移動無線網、好ましくは移動無線システムの加入者に対する2G/3G移動無線網、の認証と、第1の移動無線網、好ましくは第2の移動無線網、好ましくはWLAN、に対する2G/3G移動無線網、の料金支払とが共同で利用されることは好ましい。このことは、移動無線システムの加入者が複数回の認証をしなくてもよい、すなわち加入者か両移動無線網を利用したいときにも、加入者は両移動無線網間の切換の際にもう一度新たに認証をしなくてもよいという利点を有する。加えて、それにより、第1の移動無線網、好ましくは2G/3G移動無線網、へのアクセスを有するすべての加入者が第2の移動無線網、好ましくはWLAN、のサービスを利用し得る。その際、第1の移動無線網へのアクセスを有する他の移動無線網からのRoamerであってもよい。さらに、それにより、第2の移動無線網、好ましくはWLAN、に対して、コスト的に好ましい技術、特にインターネット技術、が使用され得る。なぜならば、この技術は認証機能および料金支払機能を有していなくてよいからである。移動無線システムのネットワークオペレータに対しては運用者コンセプトまたはオペレーションコンセプトの変更が生じない、または僅かしか生じない。第2の移動無線システム、好ましくはWLAN、は継ぎ目なしに、すなわち中断および損失無しに全体システムに挿入され得る。第2の移動無線網のすべてのトラフィックは第1の移動無線網を介しても導かれるので、第1の移動無線網に、非常にフレキシブルな料金支払を行いうるため、充分に情報が存在している。こうしてたとえば第2の移動無線網、好ましくはWLAN、のなかを伝送されるデータボリュームは第1の移動無線網、好ましくは2G/3G移動無線網、のなかを伝送されるデータボリュームと同一に料金を支払われ得る。さらに、それは料金無しでも、またはインターネットサービスプロバイダの料金に加えて支払われ得る。後者の場合にはそれにより任意の法的な義務またはビジネスケース(Business Case)も満足され得る。第2の移動無線網に対する登録が第1の移動無線網を介して行われることによって、また第1の移動無線網のアクセスノードが登録すべき加入者アドレス(IP)を第1の移動無線網のなかの加入者のIPアドレスとの合致に関して比較し、また第1の移動無線網のなかの相応するPDPコンテキストの存在に関してチェックすることによって、第2の移動無線網の利用に対する認証および権限付与が第1の移動無線網のなかで実行され得る。
【0013】
異種移動無線システムの別の好ましい実施形態では、ホームエイジェント機能、特に移動IPホームエイジェント機能、の利用の際に仕様決定可能なデータが選択的に第2の移動無線網を介してのみ導かれ得る。
【0014】
GTPプロトコルの利用の際には第2の移動無線網および第1の移動無線網のアクセスノードの間のデータ経路がGPRSの既存の“二次PDPコンテキスト”のコンセプトの一般化により実現され得る。その際に二次PDPコンテキストに対するパケット分配機能が、第1の移動無線網と第2の移動無線網との間でデータトラフィックを分配するために利用され、その際トンネルがGGSNから見て異なる目的アドレスを有し得る。
【0015】
さらに、第1の移動無線網のアクセスノードにおける移動IPホームエイジェント機能の利用の際に、これが第1の移動無線網と第2の移動無線網との間のすべてのトラフィックを切換えるだけでなく、場合によっては設けられているトラフィック分類に相応して特定のデータセットのみが第2の移動無線網を介して導かれることもできる。これはMIPの拡張に相当する。
【0016】
さらに、好ましくは、第2の移動無線網のアクセスノードと第1の移動無線網のアクセスノードとの間の接続構成を信号化するために移動IP登録が、たとえば加入者およびコンテキストのアイデンティティのような第1の移動無線網PDPコンテキストのセッション特有のデータと、たとえばGPRSのTFTにおけるようなトラフィック分類のためのデータフロー特性のような第2の移動無線網と第1の移動無線網との間のトンネル構成に対するセッション特有のデータとを拡張され得る。こうしてたとえばVoice over IPまたはマルチメディア接続に対しては第2の移動無線網が使用され、他方において残りのデータトラフィックに対しては第1の移動無線網が使用され得る。
【0017】
有利な仕方で、第1のアクセスノードは第1の移動無線網のコンテキストとの第2の移動無線網へのPDPコンテキストの結合を行う。加えて、それは好ましくは、少なくとも1つのコンテキストが第1の移動無線網に存在するときにのみ、第2の移動無線網のコンテキストを許す。
【0018】
第2の移動無線網のアクセスノードにおいて、第2の移動無線網から送るべきデータパケットが専ら第1の移動無線網のアクセスノードに転送されるようにする制御機能が存在していることは好ましい。このことはたとえば第1の移動無線網と第2の移動無線網との間のトンネル終点に対する特有のIPアドレスの使用により実現され得る。さらに、第2の移動無線網の移動加入者に対する特有のアドレス付与技術が使用され得る。さらに、このことは予め定められたアクセスアドレス上の第2の移動無線網のアクセスノードにおける第1の移動無線網のアクセスノードのトンネル目的アドレスのテストによってもコントロールされ得る。
【0019】
第2の移動無線網は第1の移動無線網のオペレータにより運用され得るか、他の運用者によっても運用され得る。第2の場合にも第2の移動無線網の運用者は加入者管理をする必要はなく、すなわち認証機能を用意する必要はなく、または加入者料金支払を実行する必要はない。第1の移動無線網のオペレータによる支払のためには、たとえば一種のインターオペレータ支払がたとえば第1の移動無線網のネットワークオペレータに対して運ばれるすべてのデータボリュームを介して実行され得る。
【0020】
第1の移動無線網としての2G/3G移動無線網と第2の移動無線網としてのWLAN移動無線網との組み合わせの場合には、移動端末(MT)から2G/3G移動無線網のGGSNへのすべての接続が、WLANを介しての接続を含めて、GPRS二次PDPコンテキストの拡張として実現され得る。このことは、IPアドレスによりGGSNへの複数の接続を構成し得る移動端末の可能性として理解される。これらは次いで特にサービスの質、たとえば保証される帯域幅のようないわゆる“Quality of Service”(QoS)で区別され得る。こうして第1のコンテキストのなかにWEBブラウザ及びEメールのような標準インターネットトラフィックが展開され、第2の(二次)コンテキストのなかにVoice over IP電話接続が展開される。それにより2G/3G移動無線網に対してたとえばGGSNのなかのわずかな技術的変化しか生じない。
【0021】
本発明による異種の移動無線システムは新たなプロトコルを必要としない。それは既に知られているプロトコルにより、たとえばMIPやGTPにより動作し得る。特に、移動端末と各アクセスノードとの間の制御が専ら移動IPにより行われ得る。それにより制御が標準IETF技術により可能にされ、システム特有の変更を必要としない。
【0022】
移動無線網が第2の移動無線網のオーバレイ網である場合には、第1の移動無線網の移動端末との接続は第2の移動無線網の利用の際にも放棄されないので、安全のために有意義なデータがさらに第1の移動無線網を介して伝送され得る。たとえばインターネットダウンロードが第2の移動無線網、好ましくはWLANを介して行われる間に、第1の移動無線網、好ましくは2G/3G移動無線網からダウンリンク(Downlink)方向のトラフィックの非対称も受け入れられる。
【0023】
さらに本発明は、異種無線システムの移動端末に対してパケットデータ網からサービスを提供するための相応する方法のも関し、その方法は少なくとも下記のステップを有する。
a.それぞれパケットデータ網への少なくとも1つのアクセスノードを有する少なくとも第1の移動無線網および第2の移動無線網を用意する。
b.データパケットが第2の移動無線網とパケットデータ網との間で間接的に第1の移動無線網のアクセスノードを介してのみ転送され得るように、移動無線網を組み合わせる。
【0024】
第2の移動無線網のアクセスノードに制御機能を設けることにより第2の移動無線網から送るべきデータパケットが専ら第1の移動無線網のアクセスノードに転送されることは好ましい。
【0025】
さらに本発明の課題は、少なくとも第1の移動無線網および第2の移動無線網を有する異種移動無線システムを利用するための移動端末を提供することであった。
【0026】
この課題は独立請求項13により解決される。本発明による移動端末の他の利点は従属請求項14および15にあげられている。
【0027】
請求項13によれば、本発明により異種移動無線システムを利用するための移動端末は少なくとも第1の移動無線網および第2の移動無線網を有し、移動端末が同時に第1のおよび第2の移動無線網への接続を保ち得る。
【0028】
特に移動端末は選択的にデータを第1及び第2又はそのいずれか一方の移動無線網を介して伝送し得る。
【0029】
異種移動無線網の加入者が同時に第1および第2の移動無線網における接続を保つことは有利である。それによりハンドオーバーの場合にデータが失われることはない。そのためにさもなければハンドオーバーの際に異動通信網における通常必要なデータ転送機能がここでは必要でない。なぜならば、移動端末がこの機能を引き受け得るからである。第1の移動無線網から第2の移動無線網への、及び逆に伝送端へのデータフローの切換は、移動端末にデータの順序保障を容易にするため、各移動無線網のなかで信号で合図される。
【0030】
移動端末の別の好ましい実施形態では、移動端末のなかで第1または第2の移動無線網を介して伝送されるデータフローが統合され得る。
【0031】
第1の移動無線網または第2の移動無線網を介して伝送されるデータフローが移動端末のなかで統合されることは好ましい。それにより移動無線システムのハンドオーバー機能が著しく減ぜられる。好ましく第1の移動無線網と移動端末との間の接続が構成されないので、第1の移動無線網と第2の移動無線網との間の部分的なハンドオーバーしか行われず、それによって、移動無線網の間を伝送されなければならないデータの量が最小であり、ハンドオーバー信号が著しく簡単化される。
【0032】
本発明の対象は本質的に第1の移動無線網、好ましくはたとえばGPRSのような2G/3G移動無線網への第2の代替的な移動無線網の埋め込みである。
【0033】
本発明の利点は要約すると、特に、本発明による異種移動無線システムでは移動無線網間の部分的なハンドオーバーしか行われないことにある。ハンドオーバー機能が移動端末に移される。本発明では二次PDPコンテキストのコンセプトの一般化が実現され得る。さらに、好ましい仕方でホームエイジェント機能がアクセスノード、好ましくはGGSN、と組み合わされる。さらに、好ましい仕方で本発明により第2の移動無線網のアクセスノードと、第1の移動無線網のアクセスノードへのデータパケットの経路を定める制御機能が組み合わされる。
【0034】
本発明による異種の移動無線システムおよび本発明による方法の他の利点は以下に図面により説明される。
【0035】
図1は、本発明による異種移動無線システム1を示し、このシステムは例えばGSM-及びUMTS- GPRS又はそのいずれか一方のような、第1の移動無線網2、好ましくは2G/3G移動無線網と、たとえばWLANのような第2の移動無線網3とを有する。第1の移動無線網2はアクセスノード4、GSM-及びUMTS- GPRS又はそのいずれか一方の場合にはGGSNを有する。このアクセスノードにホームエイジェント機能が組み込まれている。第2の移動無線網3は同じくアクセスノード5を有する。両アクセスノード4、5はアクセスルーターとして機能する。アクセスノード4と5との間にデータトンネル6が構成されている。このデータトンネル6を構成し得るためには、移動端末7が第2の移動無線網3のアクセスノード5に第1の移動無線網2のアクセスノード4のアドレスを報知しなければならない。その場合種々の可能性がある。一方では第1の移動無線網2のアクセスノード4、たとえばGGSNが、そのアドレスまたはホームエイジェントアドレスを第1の移動無線網2、好ましくは2G/3G移動無線網を介してMIPにより分配し得る(このことはホームエイジェント アドバタイズメント(Home Agent Advertisement)と呼ばれる)、または移動端末7がMIPによりアドレスを質問し得る(いわゆるホームエイジェント ソリシテイション(Home Agent Solicitation))。後者の場合にはアクセスノード4、好ましくはGGSN、がこの質問にそのアドレス自体により回答し、このアドレスをそれ以上に他のルーターに分配しない。アクセスノード4と移動端末7との間の情報交換は他のプロトコルまたはプロトコル拡張によっても行われ得る。さらにアクセスノード4のアドレスは、移動端末7に記憶されるPDPコンテキストデータの構成部分であってもよい。移動端末7が端末7の役割をする第1の移動無線網2のノードのアドレスのみを知るが、このノードが再びアドレスノード4のアドレスを知ることも考えられ得る。移動端末7は端末7の役割をするノードのアドレスをアクセスノード5に送り、このノードがアドレスをアクセスノード4のアドレスに従い第1の移動無線網のノードに質問する。
【0036】
図2には別の本発明による異種移動無線システムの詳細な図が示されている。図2により以下に本発明による移動無線システムの2つの変形例を説明する。
【0037】
第1の変形例では、第1の移動無線網2のアクセスノード4、好ましくはGGSNのパケット分配機能9がGPRSの二次PDPコンテキストのコンセプトの拡張として実現される。移動端末7が第1の移動無線網2に、図示されている例では2G/3G移動無線網に登録される。さらに、移動端末7はインターネットサービスプロバイダー8への少なくとも1つのPDPコンテキストを有し、そのアドレス範囲からIPアドレス(以下ではIP- mt)を受ける。このコンテキストは、移動端末7の到達可能性を保証するように、また少なくとも特定のサービスに対する信号報知をインターネットと交換し得るように、“always on”と見なされる。同一のIPアドレスに対して移動端末7は、たとえば特定のサービスに対して特にラジオインターフェースにおける帯域幅を残しておくため、別の二次PDPコンテキストを構成し得る。二次PDPコンテキストに対して決められているトラフィックはトラフィックフローテンプレート(Traffic Flow Template)により記述される。これは決められたデータフローのパラメータセットを特徴付け、GGSNのなかのパケット分配機能9に、データパケットを相応に分類し、各データフロー、すなわち(二次)PDPコンテキストに対応付けることを可能にする。移動端末7は第2の代替的な移動無線網3の存在を認識し、これを利用することを決定する。そのために移動端末7は第2の移動無線網3への接続を形成する。後者はいまの場合WLANであり、アクセスノード5はその場合ローカルモビリティエイジェント(Local Mobility Agent=LMA)と呼ばれる。そこからそれはIPアドレスを得る。移動端末7はGGSN4のパケット分配機能9に信号を送り、この端末がインターネットサービスをそのIPアドレスIP- mtに対して第2の移動無線網3を介して実現したいことを知らせる。それは2G/3G移動無線網2を介してもWLAN3を介しても行われ得る。WLAN3を介しての信号の際に移動端末7はリクエストをMIPまたは他のプロトコルによりLMA5に信号し、LMA5がこのリクエストをいわゆるクリエイト(Create)PDPコンテキストリクエストメッセージに変換する。LMA5からGGSN4へのPDPコンテキストの構成のために必要とされるセッションパラメータをLMA5に用意するため、移動IPリクエストはセッション特有の拡張により補われ得る。その際にそのリクエストはトンネル終点に対する目的アドレスとしてGGSN4およびその固有のアドレスを与える。それによりLMA5とGGSN4との間の接続が構成される。2G/3G移動無線網2を介しての信号の際には2G/3G移動無線網の制御メッセージが使用される。そのために、存在しているメカニズム、たとえばアクチベイトセカンダリー(Activate Secondary)PDPコンテキストが、LMA5のアドレスをGGSN4に伝送し得るように、また2G/3G移動無線網2の相応のサービス網ノードに、新しいコンテキストが構成されるべきでないことを指示するために、拡張されなければならない。その後にGGSN4がLMA5へ、相応のトンネル終点アドレスを有する新しいトンネル6を構成する。このトンネル6はカプセル化技術としてGTPプロトコルを使用することができる。これは変更すべきGGSN機能における非常にわずかな尺度を示す。すべてのダウンリンク(Downlink)トラフィックはその後にこのトンネル6を介して導かれる。移動端末7のなかのデータコーディネーションを簡単化するため、古いデータ枝路10の上でサービス信号の終了が行われる。GGSN4が料金支払を、特にたとえば新しいQoS分類として特徴付けられて、新しいデータ枝路に対して、すなわちトンネル6を経て、実行する。新しいデータ枝路がトンネル6を経て構成されると直ちに、その枝路は移動端末7によりアプリンク(Uplink)トラフィックに対しても利用され得る。LMA5はトンネルを通してすべてのアプリンクデータをGGSN4に与える。トラフィックフローテンプレート(Traffic Flow Template)の相応のセットにより、移動端末7によって、GGSN4から端末7へ移動無線網2を経てデータのすべてが伝送されるか、特定の部分のみが伝送されるか、が制御され得る。
【0038】
第2の変形例では、GGSN4のなかのパケット分配機能9が、GGSN4のGPRS機能への直接的なインタフェースを有する組み込まれたホームエイジェント9により実現される。移動端末7は2G/3G移動無線網2に登録され、インターネットサービスプロバイダー8への少なくとも1つのPDPコンテキストを有し、そのアドレスブックからIPアドレス(以下ではIP- mt)を受ける。このコンテキストは、移動端末7の到達可能性を保証するように、また少なくとも特定のサービスに対する信号報知をインターネットと交換し得るように、“always on”と見なされる。同一のIPアドレスに対して移動端末7は、たとえば特定のサービスに対して特にラジオインターフェースにおける帯域幅を残しておくため、別の二次PDPコンテキストを構成し得る。IP- mtは自動的に、組み込まれているホームエイジェント9のなかにホームアドレスとして登録される。移動端末7は第2の代替的な移動無線網3の存在を認識し、これを利用することを決定する。そのためにそれはLMA5への接続を形成する。そこからそれはIPアドレスを得る。移動端末7はパケット分配部9またはGGSN4のなかのホームエイジェント9に、端末がインターネットサービスをそのIP- mtに対してLMA5を介して実現したいことを信号する。それは2G/3G移動無線網2並びにWLAN3を介して行うことができる。WLAN3を介してLMA5への信号は、既に第1の変形レベルで説明したように行われる。LMA5からGGSN4へは好ましくは移動IPが使用される。2G/3G移動無線網2を介しての信号の際にはMIPリクエストが正規のL3 IPトラフィックとして送られ得る。その場合ホームエイジェントアドレスはGGSNアドレスに相当する。その場合、WLAN3を介しての信号にくらべての利点は、保護かつ認証された経路が利用されることである。GGSN4はそれに向けられたMIPメッセージを利用者データフローからフィルタアウトし、内部のホームエイジェント9に送る。GGSN4が、MIP HA登録リクエストにおいて使用された加入者ホームアドレスが使用されたPDPコンテキストのIPアドレスと合致するかどうかのテストを実行することによって、簡単な仕方で認証機能および権限付与機能が実現されている。移動端末7の信号がWLAN3を介して行われた場合には、GGSN4は、移動端末7に対して有効なPDPコンテキストが存在しており、移動端末7、従ってそのIP-mtが所望のサービスの要求について認証されかつ権限付与されているかどうかをチェックしなければならない。移動IP登録リクエストにはIPアドレスとならんで、IPアドレスが権限のない加入者により使用されるのを防止するため、移動加入者の別のアイデンティティが存在していなければならないであろう。組み込まれたホームエイジェント9はMIPトンネル6をLMA5への新しいデータ経路として構成する。すべてのダウンリンクトラフィックまたは特定のデータフローに相応するトラフィックフローテンプレートが次いでこのトンネル6を経て導かれる。移動端末7におけるデータコーディネーションを簡単化するため、古いデータ枝路10上でサービスの終了の信号が行われ得る。GGSN4が料金支払を、特にたとえば新しいQoS分類として特徴付けられて、新しいデータ枝路に対して、すなわちトンネル6を経て、実行する。新しいデータ枝路がトンネル6を経て構成されると直ちに、その枝路は移動端末7によりアプリンクトラフィックに対しても利用され得る。LMA5はトンネルを通してすべてのアプリンクデータをGGSN4に送る。LMA5は付加的に、ダウンリンクトラフィックをデクローズするフォリンエイジェント(Foreign Agent)の機能のために、すべてのアプリンクトラフィックをカプセル化し、トンネル6でGGSN4に、または組み込まれたホームエイジェント9に、そこで1つの完全な料金支払を可能にするために、送らなければならない。この機能は逆トンネリングと呼ばれる。同時に、移動端末7が経路最適化を実行し、GGSN4またはホームエイジェント9を通過することなしにLMA5と対応するホスト11との間の直接的な経路を可能にすることを防止しなければならない。それは、相応するMIPメッセージが移動端末7の経路最適化によりLMA5により棄却または否定返信されることにより達成され得る。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】インターネットへの接続を有する本発明による異種移動無線システムの概要図。
【図2】インターネットへの接続を有する別の本発明による異種移動無線システムの詳細な概要図。
【符号の説明】
【0040】
1 移動無線システム
2 第1の移動無線網
3 第2の移動無線網
4、5 アクセスノード
6 トンネル
7 移動端末
8 インターネットサービスプロバイダー
9 ホームエイジェント
10 古いデータ枝路
11 ホスト
Claims (15)
- 少なくとも第1の移動無線網(2)および第2の移動無線網(3)を有し、移動端末(MT)(7)に対してパケットデータ網からサービスを提供するための異種移動無線システムにおいて、移動無線網(2、3)がそれぞれパケットデータ網への少なくとも1つのアクセスノード(4、5)を有し、第2の移動無線網(3)のアクセスノード(5)が第1の移動無線網(2)のアクセスノード(4)を介して間接的にのみパケットデータ網と接続可能であることを特徴とする異種移動無線システム。
- 第1の移動無線網(2)が2G/3G移動無線網でありかつ第2の移動無線網(3)がローカルな伝達網、特にWLANであるか、又は第1の移動無線網(2)が2G/3G移動無線網であるか、又は第2の移動無線網(3)がローカルな伝達網、特にWLANであることを特徴とする請求項1記載の異種移動無線システム。
- パケットデータ網がインターネットであることを特徴とする請求項1または2記載の異種移動無線システム。
- 第1の移動無線網(2)が第2の移動無線網(3)のオーバレイ網であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異種移動無線システム。
- 第1の移動無線網(2)のアクセスノード(4)に少なくとも1つのエイジェント機能、特にホームエイジェント機能が組み込み可能であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の異種移動無線システム。
- ホームエイジェント機能、特に移動IPホームエイジェント機能を使用する際に仕様決定可能なデータが選択的に第2の移動無線網を介してのみ導かれることを特徴とする請求項5記載の異種移動無線システム。
- 第2の移動無線網(3)のアクセスノード(5)とパケットデータ網との間の間接的な接続が、適切なプロトコル、特にMIP及びGTP又はそのいずれか一方を用いての、第2の移動無線網(3)のアクセスノード(5)と第1の移動無線網(2)のアクセスノード(4)との間のデータのトンネリングにより実現可能であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の異種移動無線システム。
- 第2の移動無線網(3)のアクセスノード(5)に制御機能が存在し、この制御機能は、第2の移動無線網(3)から送るべきデータパケットが専ら第1の移動無線網(2)のアクセスノード(4)に転送されるように働くことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の異種移動無線システム。
- 移動無線システムの移動端末(7)に対してパケットデータ網からサービスを提供するための方法において、少なくとも下記のステップ、
a.それぞれパケットデータ網への少なくとも1つのアクセスノード(4、5)を有する少なくとも第1の移動無線網(2)および第2の移動無線網(3)を用意する、
b.データパケットが第2の移動無線網(3)とパケットデータ網との間で間接的に第1の移動無線網(2)のアクセスノード(4)を介してのみ転送され得るように、移動無線網(2、3)を組み合わせる
を有することを特徴とする方法。 - 第2の移動無線網(3)のアクセスノード(5)に制御機能を設けることにより、第2の移動無線網(3)から送るべきデータパケットが専ら第1の移動無線網(2)のアクセスノード(4)に転送されることを特徴とする請求項9記載の方法。
- 第2の移動無線網の利用に対する料金支払が第1の移動無線網のなかで実行されることを特徴とする請求項9または10記載の方法。
- 第2の移動無線網の利用に対する認証および権限付与が第1の移動無線網のなかで実行されることを特徴とする請求項9ないし11のいずれか1つに記載の方法。
- 少なくとも第1の移動無線網および第2の移動無線網を有する異種移動無線網システムを利用するための移動端末において、同時に第1のおよび第2の移動無線網への接続を保ち得ることを特徴とする移動端末。
- 移動端末が選択的にデータを第1の移動無線網及び第2の移動無線網又はそのいずれか一方の無線網を介して伝送し得ることを特徴とする請求項13記載の移動端末。
- 第1または第2の移動無線網を介して伝送されるデータフローが移動端末のなかで統合可能であることを特徴とする請求項13または14記載の移動端末。
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